Abbastanza piccolo da essere un bagaglio a mano, la navicella Juventas ha comunque grandi obiettivi di missione. Una volta in orbita attorno al suo corpo bersaglio, La Juventa dispiegherà un'antenna più grande di lei, per eseguire il primissimo rilevamento radar sotto la superficie di un asteroide.

La missione Hera proposta dall'ESA per la difesa planetaria esplorerà gli asteroidi gemelli Didymos, ma non andrà lì da solo:servirà anche da nave madre per i primi due "CubeSat" europei per viaggiare nello spazio profondo.

I CubeSat sono missioni di classe nanosatellite basate su scatole standardizzate da 10 cm, sfruttando al massimo i sistemi commerciali standard. La Juventus sarà un CubeSat a '6 unità', selezionato per volare a bordo di Hera insieme all'APEX Asteroid Prospection Explorer di dimensioni simili, costruito da un consorzio svedese-finlandese-tedesco-ceco.

Juventas - il nome romano per la figlia di Hera - è stato sviluppato per l'ESA dalla società GomSpace e GMV in Romania, insieme a consorzi di altri partner che sviluppano gli strumenti dei veicoli spaziali.

"Stiamo introducendo molta complessità nella missione, " osserva l'ingegnere di sistema di GomSpace Hannah Goldberg. "Uno dei più grandi malintesi sui CubeSats è che sono semplici, ma abbiamo tutti gli stessi sistemi di una navicella spaziale di dimensioni standard.

"Un'altra reputazione di CubeSats è che non fanno molto, ma abbiamo più obiettivi di missione nel corso della nostra missione di un mese attorno al più piccolo asteroide Didymos. Una delle nostre unità CubeSat è dedicata al nostro strumento radar a bassa frequenza, che sarà il primo nella scienza degli asteroidi".

La Juventus dispiegherà un'antenna radar lunga un metro e mezzo, che si srotolerà come un metro a nastro, ed è stato sviluppato da Astronika in Polonia. Questo strumento si basa sull'eredità del radar CONSERT che ha volato sul cacciatore di comete Rosetta dell'ESA, supervisionato da Alain Herique dell'Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG).

I segnali radar dovrebbero arrivare a cento metri più in basso, dando informazioni sulla struttura interna dell'asteroide. "È un mucchio di macerie, o qualcosa di più stratificato, o monolitico?" aggiunge Hannah, che in precedenza ha lavorato presso la società di estrazione di asteroidi Planetary Resources prima di trasferirsi a GomSpace.

"Questo è il tipo di informazioni che sarà essenziale per le future missioni minerarie, stimare dove si trovano le risorse, come sono mescolati, e quanto sforzo sarà necessario per estrarli."

Lo specialista di radar dell'ESA Christopher Buck ha lavorato alla progettazione dello strumento con IPAG:"Le dimensioni e la potenza del nostro strumento radar sono molto inferiori a quelle delle missioni precedenti, quindi quello che stiamo facendo è usare una sequenza di codice pseudo-casuale nei segnali - pensa a un'alternativa da poveri. I satelliti di navigazione utilizzano una tecnica comparabile, consentendo ai ricevitori di compensare la loro bassissima potenza.

"Inviamo una serie di segnali che possiedono una fase del segnale in costante cambiamento, poi costruiamo gradualmente un'immagine correlando le riflessioni di questi segnali, impiegando i loro sfasamenti come nostra guida. Uno dei motivi per cui siamo in grado di farlo è che orbiteremo attorno all'asteroide in modo relativamente lento, dell'ordine di pochi centimetri al secondo, dandoci tempi di integrazione più lunghi rispetto alle orbite attorno alla Terra o ad altri pianeti".

La tecnologia si è dimostrata vincente con la Rosetta, dove il radar CONSERT ha scrutato in profondità all'interno della cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko e ha aiutato a localizzare il lander Philae sulla superficie della cometa. La Juventas utilizza una versione 'monostatica' più compatta del progetto.

Mentre la Juventa orbita, il CubeSat raccoglierà anche dati sul campo gravitazionale dell'asteroide utilizzando sia un "gravimetro" a 3 assi dedicato - sviluppato per la prima volta dall'Osservatorio Reale del Belgio per la proposta missione giapponese Martian Moons eXploration - sia il suo collegamento radio con Hera, misurare qualsiasi spostamento Doppler dei segnali di comunicazione causato dalla sua vicinanza al corpo.

"Ma la missione è stata progettata per operare con un contatto minimo con la sua nave madre e la terra, operando in autonomia per giorni interi, "dice Anna.

"Questa è una grande differenza dall'orbita terrestre, dove le comunicazioni sono molto più semplici e frequenti. Quindi voleremo in quella che viene chiamata "orbita di terminazione autostabilizzante" attorno all'asteroide, perpendicolare al Sole, che richiedono manovre minime per il mantenimento della stazione."

La fase finale della missione arriverà con un tentativo controllato con precisione di atterrare sull'asteroide.

"A bordo avremo giroscopi e accelerometri, così cattureremo la forza del nostro impatto, e qualsiasi rimbalzo successivo, per ottenere informazioni sulle proprietà della superficie dell'asteroide, anche se non sappiamo quanto bene Juventas continuerà a funzionare una volta che finalmente atterrerà. Se siamo in grado di operare con successo dopo l'impatto, continueremo a prendere misurazioni del campo gravitazionale locale dalla superficie dell'asteroide".

La missione Hera, compresi i suoi due CubeSat, sarà presentato all'incontro Space19+ dell'ESA questo novembre, dove i ministri dello spazio europei prenderanno una decisione finale sul volo della missione.